Android在App层面监控卡顿、掉帧

App层面监控卡顿

链接:https://www.jianshu.com/p/fdb0c48f342b
1、 利用UI线程的Looper打印的日志匹配
2、 使用Choreographer.FrameCallback

Looper比较适合在发布前进行测试或者小范围灰度测试然后定位问题,ChoreographerHelper适合监控线上环境的 app 的掉帧情况来计算 app 在某些场景的流畅度然后有针对性的做性能优化。


一、Looper日志检测卡顿(其实这种方式也就是 BlockCanary 原理)

Android主线程更新UI。如果界面1秒钟刷新少于60次,即FPS小于60,用户就会产生卡顿感觉。简单来说,Android使用消息机制进行UI更新,UI线程有个Looper,在其loop方法中会不断取出message,调用其绑定的Handler在UI线程执行。如果在handler的dispatchMesaage方法里有耗时操作,就会发生卡顿。

public static void loop(){
    //......
    for(;;){
        //......
        Printer logging=me.mLogging;
        if(logging!=null){
            logging.println(">>>>> Dispatching to "+msg.target+" "+msg.callback+": "+msg.what);
        }
        
        msg.target.dispatchMessage(msg);

        if(logging!=null){
            logging.println("<<<<< Finished to "+msg.target+" "+msg.callback);
        }
    }
}

只要检测 msg.target.dispatchMessage(msg) 的执行时间,就能检测到部分UI线程是否有耗时的操作。注意到这行执行代码的前后,有两个logging.println函数,如果设置了logging,会分别打印出>>>>> Dispatching to和<<<<< Finished to 这样的日志,这样我们就可以通过两次log的时间差值,来计算ispatchMessage的执行时间,从而设置阈值判断是否发生了卡顿。

Looper 提供了 setMessageLogging(@Nullable Printer printer) 方法,所以我们可以自己实现一个Printer,再通过setMessageLogging()方法传入即可

public class BlockCanary {
    public static void install() {
        MyPrinter myPrinter = new MyPrinter();
        Looper.getMainLooper().setMessageLogging(myPrinter);
    }
}
public class MyPrinter implements Printer {
    private StackSampler mStackSampler;
    private boolean mPrintingStarted = false;
    private long mStartTimestamp; // 卡顿阈值
    private long mBlockThresholdMillis = 3000; //采样频率
    private long mSampleInterval = 1000;
    private Handler mLogHandler;

    public MyPrinter() {
        mStackSampler = new StackSampler(mSampleInterval);
        HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("block-canary-io");
        handlerThread.start();
        mLogHandler = new Handler(handlerThread.getLooper());
    }

    @Override
    public void println(String x) { 
    //从if到else会执行 dispatchMessage,如果执行耗时超过阈值,输出卡顿信息
        if (!mPrintingStarted) { //记录开始时间
            mStartTimestamp = System.currentTimeMillis();
            mPrintingStarted = true;
            mStackSampler.startDump();
        } else {
            final long endTime = System.currentTimeMillis();
            mPrintingStarted = false; //出现卡顿
            if (isBlock(endTime)) {
                notifyBlockEvent(endTime);
            }
            mStackSampler.stopDump();
        }
    }

    private void notifyBlockEvent(final long endTime) {
        mLogHandler.post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() { //获得卡顿时 主线程堆栈
                List<String> stacks = mStackSampler.getStacks(mStartTimestamp, endTime);
                for (String stack : stacks) {
                    Log.e("block-canary", stack);
                }
            }
        });
    }

    private boolean isBlock(long endTime) {
        return endTime - mStartTimestamp > mBlockThresholdMillis;
    }
}
public class StackSampler {
    public static final String SEPARATOR = "\r\n";
    public static final SimpleDateFormat TIME_FORMATTER = new SimpleDateFormat("MM-dd HH:mm:ss.SSS");
    private Handler mHandler;
    private Map<Long, String> mStackMap = new LinkedHashMap<>();
    private int mMaxCount = 100;
    private long mSampleInterval; //是否需要采样
    protected AtomicBoolean mShouldSample = new AtomicBoolean(false);

    public StackSampler(long sampleInterval) {
        mSampleInterval = sampleInterval;
        HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("block-canary-sampler");
        handlerThread.start();
        mHandler = new Handler(handlerThread.getLooper());
    }

    /*** 开始采样 执行堆栈 */
    public void startDump() { //避免重复开始
        if (mShouldSample.get()) {
            return;
        }
        mShouldSample.set(true);
        mHandler.removeCallbacks(mRunnable);
        mHandler.postDelayed(mRunnable, mSampleInterval);
    }

    public void stopDump() {
        if (!mShouldSample.get()) {
            return;
        }
        mShouldSample.set(false);
        mHandler.removeCallbacks(mRunnable);
    }

    public List<String> getStacks(long startTime, long endTime) {
        ArrayList<String> result = new ArrayList<>();
        synchronized (mStackMap) {
            for (Long entryTime : mStackMap.keySet()) {
                if (startTime < entryTime && entryTime < endTime) {
                    result.add(TIME_FORMATTER.format(entryTime) + SEPARATOR + SEPARATOR + mStackMap.get(entryTime));
                }
            }
        }
        return result;
    }

    private Runnable mRunnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            StackTraceElement[] stackTrace = Looper.getMainLooper().getThread().getStackTrace();
            for (StackTraceElement s : stackTrace) {
                sb.append(s.toString()).append("\n");
            }
            synchronized (mStackMap) { //最多保存100条堆栈信息
                if (mStackMap.size() == mMaxCount) {
                    mStackMap.remove(mStackMap.keySet().iterator().next());
                }
                mStackMap.put(System.currentTimeMillis(), sb.toString());
            }
            if (mShouldSample.get()) {
                mHandler.postDelayed(mRunnable, mSampleInterval);
            }
        }
    };
}

二、使用Choreographer.FrameCallback

Android系统每隔16ms发出VSYNC信号,来通知界面进行重绘、渲染,每一次同步的周期约为16.6ms,代表一帧的刷新频率。通过Choreographer类设置它的FrameCallback函数,当每一帧被渲染时会触发回调FrameCallback.doFrame (long frameTimeNanos) 函数。frameTimeNanos是底层VSYNC信号到达的时间戳 。

通过 ChoreographerHelper 可以实时计算帧率和掉帧数,实时监测App页面的帧率数据,发现帧率过低,还可以自动保存现场堆栈信息。

public class ChoreographerHelper {
    private static final String TAG = "ChoreographerHelper";

    public static void start() {
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN) {
            Choreographer.getInstance().postFrameCallback(new Choreographer.FrameCallback() {
                long lastFrameTimeNanos = 0;

                @Override
                public void doFrame(long frameTimeNanos) {
                    //上次回调时间
                    if (lastFrameTimeNanos == 0) {
                        lastFrameTimeNanos = frameTimeNanos;
                        Choreographer.getInstance().postFrameCallback(this);
                        return;
                    }
                    long diff = (frameTimeNanos - lastFrameTimeNanos) / 1_000_000;
                    if (diff > 16.6f) {
                        //掉帧数
                        int droppedFrameCount = (int) (diff / 16.6);
                        Log.d(TAG, "doFrame: droppedFrameCount=" + droppedFrameCount);
                    }
                    lastFrameTimeNanos = frameTimeNanos;
                    Choreographer.getInstance().postFrameCallback(this);
                }
            });
        }
    }
}
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 158,847评论 4 362
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,208评论 1 292
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 108,587评论 0 243
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 43,942评论 0 205
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,332评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,587评论 1 218
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,853评论 2 312
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,568评论 0 198
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,273评论 1 242
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,542评论 2 246
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,033评论 1 260
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,373评论 2 253
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,031评论 3 236
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,073评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,830评论 0 195
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,628评论 2 274
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,537评论 2 269